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实验一 波长可调的光纤激光器设计与性能测试

3. 3. 3. 3. 3. 实验一 波长可调的光纤激光器设计与性能测试. 实验任务. 1. 实验原理与方法. 2. 实验内容. 3. 注意事项. 4. 思考题. 5. 实验任务. 1. 掌握掺铒有源光纤的增益放大特性。 2. 掌握光纤激光器的原理及基本结构。 3. 掌握光纤激光器的设计及其波长调谐方法。. 光纤跳线及端子. 光谱仪. 光放大器（ EDFA ）. 偏振控制器. 光耦合器. 实验仪器. 实验原理与方法. 掺铒光纤特性.

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实验一 波长可调的光纤激光器设计与性能测试

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  1. 3 3 3 3 3 实验一 波长可调的光纤激光器设计与性能测试 实验任务 1 实验原理与方法 2 实验内容 3 注意事项 4 思考题 5

  2. 实验任务 1.掌握掺铒有源光纤的增益放大特性。 2.掌握光纤激光器的原理及基本结构。 3.掌握光纤激光器的设计及其波长调谐方法。

  3. 光纤跳线及端子 光谱仪 光放大器（EDFA） 偏振控制器 光耦合器 实验仪器

  4. 实验原理与方法 • 掺铒光纤特性 • EDF(Erbium Doped Fiber) 中Er3+为三能级系统，E1是基态能级，E2是亚稳态能级，E3为激发能级。 • 能级E1、E2和E3是一个近似连续的能带,所以EDF的吸收谱和发射谱有较宽的波长范围。 • 典型的EDF有两个吸收峰，掺铒光纤激光器（EDFL）和掺铒光纤放大器（EDFA）常用980nm吸收峰来进行泵浦，由半导体激光器产生泵浦光。

  5. 光纤激光器的结构及工作原理 • 光纤激光器和其它激光器一样，由增益介质、光学谐振腔和泵浦源三部分组成。 • 线形腔（F-P，Fabry-Perot）光纤激光器结构 • 当泵浦光高于阈值功率时，产生粒子数反转；受激辐射的光子在光学谐振腔谐振，从而输出激光。 • 镜腔式光纤激光器的缺点：光纤与腔镜的光耦合效率低、光路调节困难、结构复杂。

  6. 环形掺铒光纤激光器：全光纤、简单、稳定 可调带通滤波器与梳妆滤波器级联构成激光选频滤波器。 偏振控制器（PC）用来调节光的偏振状态和增益。 80：20光耦合器（OC）将光分成两部分。

  7. 环形掺铒光纤激光器的激射过程（实验演示） 带通滤波器与梳妆滤波器级级联构成的钟状滤波器 双波长激光起振过程

  8. 实验内容 1.波长可调的光纤环形激光器的设计 • 设计一种输出波长为1545nm-1555nm之间任一波长的光纤环形激光器,搭建实验系统。 注意：连接光纤前，用光纤端面检测仪检查连接端子的清洁度。 • 减少光衰减器的损耗，使激光器输出激光。调节带通滤波器的中心波长，观察激光波长的变化。 • 通过调节PC，使光纤环形激光器输出单波长或双波长激光。这是利用增益均衡技术来抑制EDF增益均匀展宽。用频谱仪观察激光的起振过程，记录其频谱。

  9. 实验内容 2.激光起振过程的研究 • 调节光衰减器以增大激光腔的损耗，使激光器无激光输出，然后逐渐减少光衰减器的损耗，使激光器产生激光。 • 用频谱仪观察激光的其振过程，记录其频谱，测量激光谱的峰值和半高宽，解析实验现象。 注意事项 1.光纤脆弱,连接要小心和检查清洁度。 2.频谱仪等仪器贵，要在教师指导下小心操作。 思考题 讲义: 1题（实验报告）,2题（实验报告）,3题（实验报告）

  10. The End

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